(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉の運転停止時に原子炉圧力容器内において作業を行う作業機器と、
前記原子炉圧力容器の上蓋を外した状態で前記原子炉圧力容器の胴部の上方に設けられたプールの水面上を浮いて移動する水面移動装置と、
前記水面移動装置に搭載され、前記作業機器に接続したケーブルの繰り出し、引き上げ動作を行うケーブル処理装置と、を備え、
前記水面移動装置は、前記ケーブルを洗浄する洗浄装置と、この洗浄装置により洗浄された前記ケーブルを乾燥する乾燥装置とを備えることを特徴とする原子炉作業装置。
【請求項２】
前記作業機器が水で満たされている前記原子炉圧力容器内を遊泳移動可能な水中ビークルであって、この水中ビークルは、
水平方向に沿った推進力を生じさせる水平スラスタと、
前記原子炉圧力容器内を走行する車輪と、
前記車輪の走行方向を可変する方向可変装置と、
前記車輪の走行方向を検出するセンサと、を備え、
前記車輪の走行方向を制御することを特徴とする請求項１に記載の原子炉作業装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば沸騰水型原子炉発電プラントにおいて、原子炉圧力容器内の洗浄、点検、検査、予防保全、補修などの各種作業を行う原子炉作業装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、原子炉圧力容器内に設置された炉内構造物は、高温高圧環境下において十分な耐食性と機械的強度を有する材料、例えばオーステナイト系ステンレス鋼又はニッケル基合金によって構成されている。
【０００３】
ところで、炉内構造物のうち交換が困難な部材については、これらの部材がプラントの長期に及ぶ運転により厳しい環境に曝されるとともに、中性子照射の影響もあり、材料が劣化するという問題が懸念される。特に、炉内構造物の溶接部近傍は、溶接入熱による材料の鋭敏化及び引張り残留応力の影響により潜在的な応力腐食割れの可能性を有している。このような炉内構造物の健全性の確認や予防保全を行うため、従来から種々の点検検査装置や予防保全装置が提案されている。
【０００４】
ここでは、原子炉運転停止時に原子炉圧力容器の上部を開放して原子炉内の水中で行われるジェットポンプの検査、補修作業を例として説明する。一般に、ジェットポンプの外面を点検、検査する作業では、原子炉圧力容器の上部に設置された燃料交換機や作業台車から原子炉圧力容器内に検査装置を挿入し、この検査装置をジェットポンプの上部の構造体に固定するか、あるいはライザブレースに着座固定する必要がある。このような検査装置としては、例えば特許文献１に記載された装置がある。また、ジェットポンプの外面を検査、補修する場合、従来では、ケーブルの先端に水中カメラを取り付けて吊り下ろし、連結式の操作ポールの先端に検査補修装置を取り付けて行うことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１０９０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
シュラウドより外側で点検、検査を行う作業装置は、薄く小型に形成するとともに、遊泳移動と、対象壁面に貼り付いて接触しながら移動する構造のものがほとんどである。このような点検、検査作業においても２０ｍから３０ｍのケーブルを用いている。したがって、このケーブルが炉内構造物に複数箇所で接触して移動時の負荷が大きくなる場合がある。この場合には、検査装置本体が壁面から離れたり、あるいは姿勢が傾いたりし、点検、検査のやり直しやケーブルの破損が発生する可能性があった。
【０００７】
上記のようなケーブルの破損を防止するとともに、点検、検査の信頼性を向上させるためには、装置やケーブルの状況を監視カメラで確認する必要がある。その確認作業には、燃料交換機や専用の作業台車を利用してカメラ操作員及びケーブル操作員など多くの人手が必要であった。
【０００８】
また近年、プラントの稼働率を向上させるため、定期検査期間をできるだけ短縮したいとの要求がある。この要求に応えるためには、複数の点検、検査作業を並行して行い、一度に多くの点検、検査を行うことが求められている。それには、燃料交換機や作業用台車を使用した点検、検査とは別に、これら燃料交換機や作業用台車を使用せずに行える装置も求められている。
【０００９】
本発明は上記事情を考慮してなされたものであり、炉内の点検や補修などの各種の作業で、ケーブルの取扱いにかかる負荷を低減することのできる原子炉作業装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一実施形態に係る原子炉作業装置は、原子炉の運転停止時に原子炉圧力容器内において作業を行う作業機器と、前記原子炉圧力容器の上蓋を外した状態で前記原子炉圧力容器の胴部の上方に設けられたプールの水面上を浮いて移動する水面移動装置と、前記水面移動装置に搭載され、前記作業機器に接続したケーブルの繰り出し、引き上げ動作を行うケーブル処理装置と、を備え、前記水面移動装置は、前記ケーブルを洗浄する洗浄装置と、この洗浄装置により洗浄された前記ケーブルを乾燥する乾燥装置とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、炉内の点検や補修などの各種の作業で、ケーブルの取扱いにかかる負荷を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る原子炉作業装置の第１実施形態を原子炉圧力容器内に設置した状態を示す部分断面立面図である。
【図２】図１のケーブルガイド機構を示す立面図である。
【図３】図１の水中ビークルを示す斜視図である。
【図４】本発明に係る原子炉作業装置の第２実施形態を原子炉圧力容器内に設置した状態を示す部分断面立面図である。
【図５】図４のケーブル処理装置の取付状態を示す拡大側面図である。
【図６】図５の平面図である。
【図７】図４のビークル収納部を示す立面図である。
【図８】図７の側面図である。
【図９】第１、第２実施形態における水中ビークルの具体的な構造を示す部分断面立面図である。
【図１０】本発明に係る原子炉作業装置の第３実施形態における水面移動装置の設置状態を示す平面図である。
【図１１】図１０の水面移動装置を示す拡大平面図である。
【図１２】図１０の水面移動装置を示す部分断面立面図である。
【図１３】本発明に係る原子炉作業装置を構成する炉内搬送支援装置を示す部分断面立面図である。
【図１４】図１３の炉内搬送支援装置を示す平面図である。
【図１５】図１３の炉内搬送支援装置の取付状態を示す斜視図である。
【図１６】図１３の炉内搬送支援装置を把持する大型水中ビークルを示す立面図である。
【図１７】図１６の搬送ビークルを示す平面図である。
【図１８】図１３の炉内搬送支援装置を把持して原子炉圧力容器内の水中を遊泳移動する大型水中ビークルを示す部分断面立面図である。
【図１９】本発明に係る原子炉作業装置による炉内作業時にケーブルを保持するケーブル保持装置を示す斜視図である。
【図２０】図１９のケーブル保持装置により保持するケーブルを示す断面図である。
【図２１】図１９のクランプ機構を示す平面図である。
【図２２】図１９のクランプ機構を示す立面図である。
【図２３】図１９のケーブル保持装置の内部構造を示す断面図である。
【図２４】図１９のケーブル保持装置の設置状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明に係る原子炉作業装置の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１７】
（第１実施形態）
（構  成）
図１は本発明に係る原子炉作業装置の第１実施形態を原子炉圧力容器内に設置した状態を示す部分断面立面図である。図２は図１のケーブルガイド機構を示す立面図である。図３は図１の水中ビークルを示す斜視図である。
【００１８】
なお、以下の説明では、沸騰水型原子炉の運転停止時に、原子炉作業装置によりジェットポンプなどの炉内構造物に対して行う各種の作業のうち、検査、補修作業を行う場合を例として説明する。
【００１９】
図１に示すように、原子炉圧力容器１は、軸を鉛直とする円筒状であって、その内部に原子炉圧力容器１と同軸の円筒状の構造物であるシュラウド２が設置されている。このシュラウド２の上端には、その円周に沿って上部リング３が配置されている。シュラウド２と原子炉圧力容器１との間の環状部には、インレット管５、ディフューザ６を有する複数のジェットポンプ４が配列されている。ジェットポンプ４の上端は、上部リング３よりも低い位置にある。シュラウド２の上方には、給水スパージャ７とコアスプレイ配管８が原子炉圧力容器１の内壁に沿って設置されている。
【００２０】
原子炉圧力容器１の上方には、オペレーションフロア９が設置されている。この原子炉圧力容器１の胴部上方のオペレーションフロア９上には、原子炉作業装置１０が配置される。このとき、原子炉は運転停止中であって、原子炉圧力容器１の上蓋（図示せず）及びシュラウド２の上方に設置されるシュラウドヘッドや気水分離器、蒸気乾燥器など（図示せず）は外され、原子炉圧力容器１内は水で満たされている。
【００２１】
原子炉作業装置１０は、原子炉作業装置１０自体を旋回可能とする旋回装置１１を備えている。この旋回装置１１には、滑車１２ａを備えたアーム１２が取り付けられている。旋回装置１１の上部には、作業機器としての水中ビークル１３のケーブル１４を固定、繰り出し又は引き上げ動作を行うケーブル処理装置１５が設置されている。このケーブル処理装置１５から繰り出されたケーブル１４は、一端が制御装置１６と、他端が水中ビークル１３にそれぞれ接続されている。
【００２２】
水中ビークル１３のケーブル１４の中途には、原子炉圧力容器１の内壁面に対して着脱可能なケーブル中継手段としてのケーブルガイド機構１７ａ，１７ｂ，１７ｃ及び１７ｄが鉛直方向に沿って複数個設けられている。これらのケーブルガイド機構１７ａ，１７ｂ，１７ｃ及び１７ｄは、ケーブル１４を原子炉圧力容器１の内壁面に沿うように垂下させる。ケーブルガイド機構１７ａ，１７ｂ，１７ｃ及び１７ｄは、水中ビークル１３のケーブル１４の繰り出し動作、引き上げ動作の際にケーブル１４を案内するとともに、ケーブル１４が炉内構造物に対して干渉するのを防止している。なお、ケーブルガイド機構１７ａ，１７ｂ，１７ｃ及び１７ｄを一括して説明する場合には、ケーブルガイド機構１７とする。
【００２３】
図２に示すように、ケーブルガイド機構１７は、上下方向に送られるケーブル１４が通過可能に平面から見て円環状に形成され、かつその円環が分割されて外側に開閉可能に構成されたガイド部１８と、このガイド部１８の反対面の４隅に固定され、原子炉圧力容器１の内壁面に対して着脱可能とするための電磁石１９ａ，１９ｂ，１９ｃ及び１９ｄとを備えている。ケーブルガイド機構１７は、ガイド部１８、電磁石１９ａ，１９ｂ，１９ｃ及び１９ｄが電源ケーブル１４ａ，１４ｂから供給される電力により作動し、水中ビークル１３が原子炉圧力容器１の内壁面に沿って移動するとき、その内壁面に対して着脱可能に構成されている。
【００２４】
なお、本実施形態の電磁石１９ａ，１９ｂ，１９ｃ及び１９ｄの代替手段として、例えば複数の吸着パッドを取り付けた場合には、電源ケーブル１４ａ，１４ｂに代えてホースが必要になる。これにより、複数の吸着パッドは、上記ホースを通して空気が吸引されて負圧となり、原子炉圧力容器１の内壁面に対して着脱可能に構成される。
【００２５】
図３に示すように、水中ビークル１３は、下部に検査補修装置２０を備えている。制御装置１６は、ケーブル１４を操作して移動した距離に合わせて、ケーブル１４の固定、繰り出し、引き上げ動作を行うケーブル処理装置１５を制御する。このとき、水中ビークル１３の検査補修装置２０は、原子炉圧力容器１内の検査又は補修を行うことが可能に構成されている。
【００２６】
（作  用）
本実施形態の原子炉作業装置１０は、ケーブル処理装置１５によりオペレーションフロア９上から水中ビークル１３のケーブル１４の固定、繰り出し、引き上げ動作の処理が可能となる。
【００２７】
また、本実施形態は、上記のようにケーブル処理装置１５により水中ビークル１３に接続したケーブル１４を固定、繰り出し、引き上げ動作の処理を行う他、ケーブルガイド機構１７ａ，１７ｂ，１７ｃ及び１７ｄを電磁石１９ａ，１９ｂ，１９ｃ及び１９ｄにより原子炉圧力容器１の内壁面の所定位置に取り付けることができることから、ケーブル１４が移動したとしても、その移動に追従することができるので、ケーブル１４の移動時にかかる負荷を軽減することが可能となり、水中ビークル１３の安定した移動が可能となる。
【００２８】
(効  果)
このように本実施形態によれば、原子炉圧力容器１の上部において燃料交換機や作業台車が別な炉内作業で使用されていても、原子炉作業装置１０により、ケーブル１４の固定、繰り出し、引き上げ動作の処理や、ケーブル１４の移動時にかかる負荷を軽減するための作業支援を行うことができる。したがって、ケーブル操作員やケーブル監視員を削減するとともに、炉内の点検や補修などの各種の作業を短時間で確実に行うことができる。
【００２９】
(第２実施形態)
(構  成)
図４は本発明に係る原子炉作業装置の第２実施形態を原子炉圧力容器内に設置した状態を示す部分断面立面図である。図５は図４のケーブル処理装置の取付状態を示す拡大側面図である。図６は図５の平面図である。図７は図４のビークル収納部を示す立面図である。図８は図７の側面図である。
【００３０】
なお、前記第１実施形態と同一又は対応する部分には、同一の符号を付して異なる構成及び作用を説明する。その他の実施形態も同様とする。
【００３１】
図４に示すように、原子炉の運転停止時に原子炉圧力容器１は、その上蓋を外した状態である。原子炉圧力容器１の胴部の上端には、周方向に沿って複数のスタッドボルト１ａ，１ｂが立設されている。これらのスタッドボルト１ａ，１ｂは、互いに設置位置が異なるだけで同一のものである。
【００３２】
本実施形態の原子炉作業装置２１は、上部に原子炉圧力容器１のスタッドボルト１ａ，１ｂに着脱可能な円筒状の着脱部２２と、この着脱部２２の下部に固定され、原子炉圧力容器1内へ延びた状態で設置される長尺のマスト２３と、原子炉圧力容器１内を遊泳移動する水中ビークル１３と、マスト２３の下部に取り付けられ、水中ビークル１３を収納保持する作業機器収納部としてのビークル収納部２５と、を備えている。
【００３３】
また、原子炉作業装置２１は、マスト２３の長手方向に沿って複数設置され、水中ビークル１３のケーブル１４が通過可能なケーブル中継手段としてのガイド機構２４ａ，２４ｂと、着脱部２２の上部に取り付けられ、水中ビークル１３に接続されたケーブル１４の固定、繰り出し、引き上げ動作を行うためのケーブル処理装置２６と、を備えている。
【００３４】
ケーブル処理装置２６は、図５及び図６に示すように駆動源であるモータ２７と、このモータ２７の出力軸が連結され、モータ２７の回転駆動に応じて正逆両方向に回転する回転ドラム２８とを備えている。ケーブル処理装置２６は、制御装置１６により水中ビークル１３の移動量に合わせてモータ２７の回転数が制御され、この回転数の制御によって回転ドラム２８の回転が制御されることで、水中ビークル１３が接続されたケーブル１４の固定、繰り出し、引き上げ動作の制御を可能としている。
【００３５】
ビークル収納部２５には、図７及び図８に示すように左右両側にそれぞれ平面から見てＬ字状に形成されたカバー２９が取り付けられている。したがって、ビークル収納部２５に水中ビークル１３が収納されて原子炉圧力容器１内へ移動する時には、カバー２９により水中ビークル１３が炉内構造物と干渉しないように保護される。
【００３６】
(作  用)
本実施形態の原子炉作業装置２１は、原子炉圧力容器１からケーブル処理装置２６で水中ビークル１３のケーブル１４の固定、繰り出し、引き上げ動作の処理を行うことにより、作業の支援を行うことが可能である。特に、水中ビークル１３が原子炉圧力容器１やシュラウド２の周方向に移動したとしても、そのケーブル１４が追従して移動することから、ケーブル１４の移動時にかかる負荷を軽減することが可能となり、その結果、水中ビークル１３の安定した移動が可能となる。
【００３７】
(効  果)
このように本実施形態によれば、前記第１実施形態と同様に、原子炉圧力容器１の上部において燃料交換機や作業台車が別な炉内作業で使用されていても、原子炉作業装置２１により、ケーブル１４の固定、繰り出し、引き上げ動作の処理や、ケーブル１４の移動時にかかる負荷を軽減するための作業支援を行うことができる。したがって、ケーブル操作員やケーブル監視員を削減するとともに、炉内の点検や補修などの各種の作業を短時間で確実に行うことができる。
【００３８】
(第１、第２実施形態の水中ビークル)
(構  成)
図９は第１、第２実施形態における水中ビークルの具体的な構造を示す部分断面立面図である。
【００３９】
水中ビークル１３は、前記第１、第２実施形態の原子炉作業装置１０，２１により例えば原子炉圧力容器１のアニュラス部に移動し、三次元的に遊泳移動するための機器を備えている。
【００４０】
図９に示すように、水中ビークル１３は、上下にそれぞれ車輪駆動用のモータ３２ａ，３２ｂが配置されている。これらのモータ３２ａ，３２ｂの出力軸には、それぞれギア３３ａ，３３ｂが連結されている。これらのギア３３ａ，３３ｂは、車輪３１ａ，３１ｂの回転軸に連結したギア３４ａ，３４ｂと噛み合っている。したがって、モータ３２ａ，３２ｂを回転駆動させると、ギア３３ａ，３３ｂ、ギア３４ａ，３４ｂを介して車輪３１ａ，３１ｂを回転させる。
【００４１】
これらモータ３２ａ，３２ｂ、ギア３３ａ，３３ｂ、車輪３１ａ，３１ｂ及びギア３４ａ，３４ｂは、それぞれ外周にギア（図示せず）が設けられた方向可変装置としての回転式テーブル３８ａ，３８ｂに設置されている。この回転式テーブル３８ａには、周方向に互いに９０度程度の角度を有するようにターゲット４０ａ，４０ｂが配置されている。同様に、回転式テーブル３８ｂにも周方向に互いに９０度程度の角度を有するようにターゲット４０ｃ，４０ｄが配置されている。
【００４２】
また、水中ビークル１３は、図９において右上隅部から左下隅部への対角線とほぼ同位置にモータ３５ａ，３５ｂが配置されている。これらのモータ３５ａ，３５ｂの出力軸には、それぞれギア３６ａ，３６ｂが連結されている。これらのギア３６ａ，３６ｂは、それぞれギア３７ａ，３７ｂと噛み合っている。そして、ギア３７ａ，３７ｂは、それぞれ回転式テーブル３８ａ，３８ｂの外周に設けられた図示しないギアと噛み合っている。したがって、モータ３５ａ，３５ｂを回転駆動させると、ギア３６ａ，３６ｂ、ギア３７ａ，３７ｂを介して回転式テーブル３８ａ，３８ｂを回転させることにより、車輪３１ａ，３１ｂの方向を変えることができる。
【００４３】
回転式テーブル３８ａ，３８ｂの外周近傍には、位置検出センサ３９ａ，３９ｂが配置されている。これらの位置検出センサ３９ａ，３９ｂは、回転式テーブル３８ａ，３８ｂに設けられたターゲット４０ａ，４０ｂ，４０ｃ及び４０ｄの位置を検出する。このようにターゲット４０ａ，４０ｂ，４０ｃ及び４０ｄの位置を検出することにより、車輪３１a，３１ｂの向き（走行方向）を確認することが可能となる。
【００４４】
さらに、水中ビークル１３は、左右の下部にスラスタ駆動用のモータ４１ａ，４１ｂが配置されている。これらのモータ４１ａ，４１ｂの出力軸は、ギア、ベルトなどの連結部材を介してそれぞれスラスタ４２a，４２ｂに連結されている。したがって、モータ４１ａ，４１ｂを回転駆動させると、スラスタ４２a，４２ｂが駆動して水中ビークル１３の推進力を発生することにより、水中ビークル１３が水中を自由に遊泳移動することができる。
【００４５】
また、水中ビークル１３は、背面４隅に電磁式マグネット４３a，４３ｂ，４３ｃ及び４３ｄが配置されている。これらの電磁式マグネット４３a，４３ｂ，４３ｃ及び４３ｄは、水中ビークル１３を原子炉圧力容器１の内壁面に固定することができる。
【００４６】
なお、電磁式マグネット４３a，４３ｂ，４３ｃ及び４３ｄには、図示しない電源ケーブルを通して駆動電力が供給される。
【００４７】
(作  用)
このように水中ビークル１３は、モータ４１ａ，４１ｂを回転駆動させ、スラスタ４２a，４２ｂを駆動させることで、推進力を発生させる。また、モータ３２ａ，３２ｂを回転駆動させ、ギア３３ａ，３３ｂ、ギア３４ａ，３４ｂを介して車輪３１ａ，３１ｂを回転走行させることにより、三次元的に移動することが可能となる。その結果、水中ビークル１３は、原子炉圧力容器１やシュラウド２の壁面を自動で周方向や上下方向に移動しながら、水中ビークル１３の下部に設けられた検査補修装置２０により検査及び補修を行うことができる。
【００４８】
また、水中ビークル１３は、原子炉圧力容器１からケーブル処理装置１５，２６でケーブル１４の固定、繰り出し、引き上げ動作の処理をしながら自動で原子炉圧力容器１やシュラウド２の周方向や上下方向に移動した後、電磁式マグネット４３a，４３ｂ，４３ｃ及び４３ｄにより位置決めが可能となり、その部分の補修や検査が可能となる。
【００４９】
(効  果)
このように原子炉作業装置１０，２１乃至ケーブル処理装置１５，２６により炉内に投入された水中ビークル１３によれば、原子炉圧力容器１の上部において燃料交換機や作業台車が別な炉内作業で使用されていても、水中ビークル１３が三次元的に移動することが可能となり、検査補修装置２０により検査及び補修を行うことができるとともに、各種作業の支援を行うことができる。
【００５０】
(第３実施形態)
(構  成)
図１０は本発明に係る原子炉作業装置の第３実施形態における水面移動装置の設置状態を示す平面図である。図１１は図１０の水面移動装置を示す拡大平面図である。図１２は図１０の水面移動装置を示す部分断面立面図である。なお、本実施形態では、図示しないがケーブル１４の先端に前記第１、第２実施形態と同様の水中ビークル１３が接続されている。
【００５１】
図１０に示すように、本実施形態の原子炉作業装置を構成する２台の水面移動装置５０は、円形プール４５の水面に浮かんだ状態で、それぞれ後述するような推進力を発生する手段により水面を移動する。なお、２台の水面移動装置５０は同様の構造である。
【００５２】
図１１及び図１２に示すように、水面移動装置５０は、ケーブル処理装置としてのケーブル巻取装置５１を有し、このケーブル巻取装置５１の回転軸には、正逆両方向に回転可能なモータ５２が取り付けられている。ケーブル巻取装置５１は、先端に上述した水中ビークル（図示せず）が接続されたケーブル１４が巻回されている。
【００５３】
したがって、モータ５２を回転駆動させると、ケーブル巻取装置５１が正方向又は逆方向に回転し、ケーブル１４を炉内へ繰り出したり、あるいは引き上げたりする。
【００５４】
また、水面移動装置５０には、ケーブル１４をガイドするための滑車５４を備えたケーブルガイド５３と、ケーブル１４を洗浄する洗浄装置５５と、この洗浄したケーブル１４を乾燥する乾燥装置５９と、ワイヤロープにより図示しない検査補修装置を取扱うワイヤロープ操作機構６０とが搭載されている。
【００５５】
ケーブルガイド５３は、ケーブル１４を炉内へ繰り出したり、あるいは引き上げたりする際に、滑車５４によりケーブル１４をガイドする。
【００５６】
洗浄装置５５は、オペレーションフロア９から送り出されたホース５６と、このホース５６をケーブルガイド５３の近傍に導くためのホースガイド５７ａ，５７ｂと、ホース５６を通して供給された高圧水を噴射するノズル５８とを備えている。したがって、ケーブル１４を炉内から回収した際に表面が汚れている場合、洗浄装置５５は、ノズル５８から高圧水を噴射してケーブル１４の表面を洗浄する。
【００５７】
乾燥装置５９は、洗浄装置５５により洗浄したケーブル１４を送風して乾燥させる。
【００５８】
ワイヤロープ操作機構６０は、モータ６１と、このモータ６１を回転駆動させることにより回転するボールねじ６２と、このボールねじ６２に螺合されたナット６３と、このナット６３の移動をガイドするガイドレール６４とを備えている。ワイヤロープ操作機構６０は、モータ６１を回転駆動させると、ボールねじ６２が回転する。すると、ナット６３がガイドレール６４に沿って水平方向に移動する。
【００５９】
さらに、水面移動装置５０には、箱状に形成されたベース部６５が設けられ、このベース部６５上に上記ケーブル巻取装置５１が設置されている。ベース部６５は、両側面に浮力を発生させるフロート６６ａ，６６ｂ，６６ｃ及び６６ｄが取り付けられている。
【００６０】
ベース部６５内には、図１２に示すように水平方向に沿った推進力を発生させるスラスタ６７と、このスラスタ６７を回転駆動するモータ６８と、円形プール４５の壁面の周方向に沿って走行する車輪６９と、駆動モータ７０と、この駆動モータ７０の回転駆動力を機械的に車輪６９に伝達するためのプーリ７１ａ，７１ｂ，７１ｃ、ベルト７２ａ，７２ｂとが搭載されている。
【００６１】
駆動モータ７０の出力軸には、プーリ７１ｃが取り付けられている。そして、プーリ７１ａとプーリ７１ｂとの間は、ベルト７２ａが巻き掛けられ、またプーリ７１ｂとプーリ７１ｃとの間は、ベルト７２ｂが巻き掛けられている。
【００６２】
(作  用)
図１０に示すように、２台の水面移動装置５０は、円形プール４５の水面に浮かんだ状態で、水平方向に沿った推進力を発生するスラスタ６７と、このスラスタ６７を回転駆動するモータ６８により、円形プール４５の壁面に接するように移動する。
【００６３】
次いで、駆動モータ７０を回転駆動させることにより車輪６９を回転することで、円形プール４５の壁面に接する車輪６９が回転走行して２台の水面移動装置５０は、円形プール４５の壁面を周方向へ走行可能となる。ここで、円形プール４５の壁面が設置されていない場所には、模擬プール壁４６を設置することにより水面移動装置５０が円形プール４５の壁面を周方向全体へ走行可能としている。
【００６４】
そして、原子炉圧力容器１の上方の水面上に水面移動装置５０を移動させ、自動でケーブル１４を繰り出したり、あるいは引き上げたりすることにより、水中ビークル１３に設けられた検査補修装置２０による検査補修作業の支援を行うことが可能となる。特に、水中ビークル１３がシュラウド２の周方向に移動しても水面移動装置５０も周方向に追従可能であることから、ケーブル１４の移動時にかかる負荷を軽減することが可能となり、水中ビークル１３の検査補修装置２０を正確に位置決めすることが可能となる。
【００６５】
なお、ケーブル１４が原子炉圧力容器１やシュラウド２の壁面に接触して汚れたとしても、ケーブル１４をケーブル巻取装置５１で巻き取りながら洗浄装置５５を用いて洗浄して取り除いた後、乾燥装置５９により乾燥することが可能であることから、水面移動装置５０の汚染を防止することができる。
【００６６】
(効  果)
このように本実施形態によれば、前記第１実施形態と同様に、原子炉圧力容器１の上部において燃料交換機や作業台車が別な炉内作業で使用されていても、水中ビークル１３を一定の距離を保ちながら原子炉圧力容器１とシュラウド２との間の環状部の周方向に精度よく移動可能である。したがって、ケーブル操作員やケーブル監視員を削減するとともに、炉内の点検や補修などの各種の作業を短時間で確実に行うことができる。
【００６７】
また、本実施形態によれば、ケーブル１４をケーブル巻取装置５１で巻き取りながら洗浄装置５５で洗浄することができることから、水面移動装置５０の除染作業やそのための作業員を削減することが可能となる。
【００６８】
(炉内搬送支援装置)
(構  成)
図１３は本発明に係る原子炉作業装置を構成する炉内搬送支援装置を示す部分断面立面図である。図１４は図１３の炉内搬送支援装置を示す平面図である。図１５は図１３の炉内搬送支援装置の取付状態を示す斜視図である。
【００６９】
図１３及び図１４に示すように、ケーブル中継装置及びケーブル中継ビークルとしての炉内搬送支援装置７５は、例えば前記第３実施形態の水面移動装置５０から図示しない水中ビークル１３のケーブル１４を上下方向に通過させるための貫通口７６が設けられている。この貫通口７６は、上下方向の一部にケーブル１４をクランプするガイドローラ７７ａ，７７ｂが配置されている。
【００７０】
なお、ガイドローラ７７ｂには、正逆両方向に回転可能な回転用モータ(図示せず)の出力軸が接続されている。また、ガイドローラ７７ａには、ケーブル１４を押え付けるためにスプリング７８がシャフト７９を介して取り付けられている。したがって、ガイドローラ７７ｂの上記回転用モータの回転方向を正方向又は逆方向に制御することにより、ケーブル１４を繰り出し、あるいは引き上げることができる。
【００７１】
ガイドローラ７７ａの下部には、計測車輪８０と、計測車輪押し出し機構８１と、計測車輪回転センサ８２とを備え、この計測車輪回転センサ８２によりケーブル１４の繰り出し量又は引き上げ量を確認することができる。
【００７２】
炉内搬送支援装置７５の下部には、貫通口７６から延びたケーブル１４と後述する炉内作業装置の状態を監視するための水中照明具８３及び水中カメラ８４が配置されている。
【００７３】
炉内搬送支援装置７５の上部には、エア又は水の圧力で伸縮するシリンダ８５と、このシリンダ８５の先端にシュラウド２の外面を走行する車輪８６と、シリンダ８５及び車輪８６の双方を炉内搬送支援装置７５の内部から展開又は収納可能とするためのリンク機構８７と、エア又は水の圧力で伸縮してリンク機構８７を作動するシリンダ８８とが配置されている。
【００７４】
また、炉内搬送支援装置７５の上部には、原子炉圧力容器１の内壁面に接触して周方向に走行可能であり、互いに対をなす走行車輪８９ａ，８９ｂと、走行車輪８９ｃと対をなす図示しない走行車輪が車輪８６と反対方向に取り付けられている。これら走行車輪８９ａ〜８９ｃは、それぞれ複数のプーリと、複数のプーリ間にそれぞれ巻き掛けられた複数のベルトを介して駆動モータ９８と機構的に接続されている。走行車輪８９〜８９ｃは、駆動モータ９８を回転駆動することにより複数のプーリ及び複数のベルトを介して回転が伝達されて回転可能に構成されている。
【００７５】
走行車輪８９ａ〜８９ｃは、シリンダ８５により車輪８６をシュラウド２の外面に押し当てた時に発生する反力を利用し、原子炉圧力容器1の内壁面に接触し駆動モータ９８の回転駆動力で走行する。走行車輪８９ａ，８９ｂの間には、走行車輪８９ａ〜８９ｃが走行した距離を計測する計測車輪９９と回転センサ１００が取り付けられている。
【００７６】
図１４に示すように、炉内搬送支援装置７５の中心には、炉内搬送支援装置７５を移動する時に用いる吊り金具１０１が取り付けられている。また、炉内搬送支援装置７５の上面には、ケーブル１４を貫通口７６に確実に導くためにブロック１０２が着脱可能に設けられている。
【００７７】
図１５に示すように、ケーブル１４の先端には、作業機器としてのジェットポンプ検査装置１０３が接続されている。このジェットポンプ検査装置１０３は、多関節腕から構成され、ジェットポンプ４の各部の検査を行う。
【００７８】
(作  用)
図１５に示すように、炉内搬送支援装置７５は、ジェットポンプ検査装置１０３を搬送する。すなわち、炉内搬送支援装置７５は、駆動モータ９８を回転駆動することにより複数のプーリ及び複数のベルトを介して回転を走行車輪８９ａ〜８９ｃに伝達し、これらの走行車輪８９ａ〜８９ｃと、アーム状に形成した機構の先端に取り付けた車輪８６とによりシュラウド２の外面と原子炉圧力容器1の内壁面との間を周方向に移動させる。
【００７９】
そのとき、監視用の水中カメラ８４で確認しながら図１３に示すガイドローラ７７ａ，７７ｂを回転させ、ケーブル１４を送り出すことにより、ジェットポンプ検査装置１０３をジェットポンプ４のミキサノズル部９４の開口隙間より挿入し、検査対象部位へ移動させ、ジェットポンプ点検装置１０３で検査作業を行うことが可能である。
【００８０】
そして、上記検査作業が完了した後には、ジェットポンプ検査装置１０３をジェットポンプ４のミキサノズル部９４から回収し、次のジェットポンプ４の位置へ走行移動させ、上記と同様の作業を繰り返し実施する。
【００８１】
(効  果)
このように炉内搬送支援装置７５によれば、原子炉圧力容器１の内部へ作業機器であるジェットポンプ検査装置１０３を移動させ、自動でケーブル１４を繰り出し又は引き上げることにより、作業の支援を行うことが可能となる。特に、ジェットポンプ検査装置１０３を原子炉圧力容器１とシュラウド２との間で周方向にも移動することができることから、ジェットポンプ検査装置１０３の移動に要する作業時間を短縮するとともに、ジェットポンプ検査装置１０３の正確な位置決めが可能となる。
【００８２】
その結果、炉内搬送支援装置７５によれば、ケーブル操作員やケーブル監視員を削減するとともに、炉内の点検や補修などの各種の作業を短時間で確実に行うことができる。
【００８３】
(大型水中ビークル)
(構  成)
図１６は図１３の炉内搬送支援装置を把持する大型水中ビークルを示す立面図である。図１７は図１６の搬送ビークルを示す平面図である。図１８は図１３の炉内搬送支援装置を把持して原子炉圧力容器内の水中を遊泳移動する大型水中ビークルを示す部分断面立面図である。
【００８４】
図１６に示すように、大型水中ビークル１０４は、原子炉作業装置及び炉内搬送支援装置７５を炉内に運ぶためのものである。大型水中ビークル１０４の下部には、エア又は水の圧力で伸縮するシリンダ１０５と、このシリンダ１０５のシャフトの伸縮で作動するリンク機構１０６と、このリンク機構１０６の作動により開閉可能なアーム１０７ａ，１０７ｂとが設けられ、例えば炉内搬送支援装置７５の吊り金具１０１を把持することができるように構成されている。
【００８５】
シリンダ１０５の上方には、水中照明具１０８及び水中カメラ１０９が配置され、これら水中照明具１０８及び水中カメラ１０９は、開閉可能なアーム１０７ａ，１０７ｂによる炉内搬送支援装置７５の吊り金具１０１の把持状態や炉内の状況を監視している。
【００８６】
大型水中ビークル１０４は、水中遊泳移動時の水の抵抗を抑えるため、ほぼ全体が棒状のパイプ１１０で接続した簡易構造となっている。パイプ１１０により構成された構造体には、水平方向に沿った推進力を発生するスラスタ１１１ａと、このスラスタ１１１ａを回転駆動するモータ１１２ａと、水平方向のバランスを保つためのフロート１１３とが設置されている。
【００８７】
大型水中ビークル１０４の上部には、水中の浮力を保つためにフロート１１４が設けられており、このフロート１１４には、上下方向に沿った推進力を発生するスラスタ１１５ａと、このスラスタ１１５ａを回転駆動するモータ１１６ａがと設置されている。さらに、フロート１１４の上部には、水中から移動するための吊り金具１１７が取り付けられている。
【００８８】
図１７に示すように、大型水中ビークル１０４には、水平方向に沿った推進力を発生するスラスタ１１１ａ，１１１ｂと、モータ１１２ａ，１１２ｂと、上下方向に沿った推進力を発生するスラスタ１１５ａ，１１５ｂと、モータ１１６ａ，１１６ｂと、が設置され、水中を自由に遊泳移動することができるように構成されている。
【００８９】
(作  用)
次に、図１８に基づいて原子炉圧力容器１内での大型水中ビークル１０４により点検、検査時に支援する動作について説明する。
【００９０】
図１８に示すように、大型水中ビークル１０４は、炉内搬送支援装置７５の吊り金具１０１を開閉可能なアーム１０７ａ，１０７ｂで把持しながら水平方向に沿った推進力を発生するスラスタ１１１ａ，１１１ｂと、モータ１１２ａ，１１２ｂと、上下方向に沿った推進力を発生するスラスタ１１５ａ，１１５ｂと、モータ１１６ａ，１１６ｂとを制御しながら遊泳移動し、炉内搬送支援装置７５に搭載した原子炉作業装置を設置する位置まで移動する。
【００９１】
そして、大型水中ビークル１０４の移動に合せて水面移動装置５０のケーブル巻取装置５１からケーブル１４を送り出して移動することが可能である。
【００９２】
(効  果)
このように大型水中ビークル１０４によれば、原子炉圧力容器1の内部へ検査補修装置と炉内搬送支援装置７５を同時に移動させ、作業の支援を行うことが可能である。特に、炉内搬送支援装置７５のような大きな装置も遠隔操作で移動させることができることから、原子炉作業装置の移動にかかる作業時間の短縮を図るとともに、他の炉内作業と並行して作業することが可能となる。
【００９３】
以上のことから、大型水中ビークル１０４によれば、ケーブル操作員やケーブル監視員を削減するとともに、炉内の点検や補修などの各種の作業を短時間で確実に行うことができる。
【００９４】
(ケーブル保持装置)
(構  成)
図１９は本発明に係る原子炉作業装置による炉内作業時にケーブルを保持するケーブル保持装置を示す斜視図である。図２０は図１９のケーブル保持装置により保持するケーブルを示す断面図である。図２１は図１９のクランプ機構を示す平面図である。図２２は図１９のクランプ機構を示す立面図である。図２３は図１９のケーブル保持装置の内部構造を示す断面図である。図２４は図１９のケーブル保持装置の設置状態を示す側面図である。
【００９５】
図１９に示すように、ケーブル中継手段としてのケーブル保持装置１１８は、正面板にケーブル１４を保持する開閉式のクランプ機構１１９ａ，１１９ｂが上下方向に複数設けられている。
【００９６】
ケーブル保持装置１１８の内部には、水平方向に沿った推進力を発生するスラスタ１２０ａ，１２０ｂと、これらのスラスタ１２０ａ，１２０ｂをそれぞれ回転駆動するモータ１２１ａ，１２１ｂとが配置されている。なお、ケーブル保持装置１１８は、オペレーションフロア９から電源や信号用のケーブルが接続されていない構造である。
【００９７】
次に、図２０及び図２１に基づいてケーブル保持装置１１８の電源及び制御信号の受電方法及び受信方法について説明する。
【００９８】
図２０に示すように、原子炉作業装置のケーブル１４は、検査補修装置の駆動に必要な駆動電流を流す電源ケーブル１２２，１２３及び１２４や、制御に必要なセンサの駆動電源及びセンサの信号を送受信するケーブル１２５，１２６及び１２７が収納されている。
【００９９】
上記電源ケーブル１２２，１２３及び１２４やセンサの信号ケーブル１２５，１２６及び１２７の外側には、高周波電源や、周波数信号又はパルス信号を流すためのケーブル１２８が設けられている。ケーブル１４の中心付近には、アース用のケーブル１２９が配置されている。
【０１００】
次に、図２１及び図２２に基づいてクランプ機構１１９ａ，１１９ｂの構成について説明する。
【０１０１】
図２１に示すように、クランプ機構１１９ａ，１１９ｂは、ケーブル１４が通るように貫通口が設けられている。クランプ機構１１９ａ，１１９ｂは、ケーブル１４をクランプする時に開閉可能とするための開閉部１３０が取り付けられている。図２２に示すように、クランプ機構１１９ａ，１１９ｂのアーム部１３１ａ，１３１ｂは、平面から見て半円状に形成され、その内部にコイル１３２ａ，１３２ｂが埋設されている。
【０１０２】
クランプ機構１１９ａ，１１９ｂは、ケーブル１４をクランプすることにより、ケーブル１４に流れる高周波電流と、コイル１３２ａ，１３２ｂに発生する電磁誘導によりケーブル保持装置１１８の駆動及び制御に必要な電源と信号を得ることができるように構成されている。
【０１０３】
次に、図２３に基づいてケーブル保持装置１１８の内部構造について説明する。図２３に示すように、ケーブル保持装置１１８の内部には、水平方向に沿った推進力を発生するスラスタ１２０ａ，１２０ｂと、これらのスラスタ１２０ａ，１２０ｂをそれぞれ回転駆動するモータ１２１ａ，１２１ｂと、原子炉圧力容器１の内壁面又はシュラウド２の外面の周方向に走行する車輪１３３ａ，１３３ｂと、これらの車輪１３３ａ，１３３ｂをそれぞれ回転駆動させるモータ１３４ａ，１３４ｂと、クランプ機構１１９ａ，１１９ｂから受電して蓄電するバッテリ１３５と、クランプ機構１１９ａ，１１９ｂから受信した信号によりケーブル保持装置１１８を制御するドライバ１３６と、原子炉圧力容器１の内壁面に接着することができる電磁石１３７ａ，１３７ｂと、浮力を発生させるフロート１３８ａ，１３８ｂ，１３８ｃ，１３８ｄ及び１３８ｅが配置されている。
【０１０４】
ケーブル保持装置１１８は、クランプ機構１１９ａ，１１９ｂのコイル１３２ａ，１３２ｂ内での電磁誘導により得られた電源電圧又は制御信号からスラスタ１２０ａ，１２０ｂと、モータ１２１ａ，１２１ｂを回転駆動することにより、原子炉圧力容器1の内壁面又はシュラウド２の外面に貼り付き、さらに車輪１３３ａ，１３３ｂと、モータ１３４ａ，１３４ｂを回転駆動することにより、周方向に走行が可能となる。
【０１０５】
また、定位置に長時間停止した状態では、電磁石１３７ａ，１３７ｂにより停止位置に貼り付き、クランプ機構１１９ａ，１１９ｂのコイル１３２ａ，１３２ｂ内での電磁誘導により得られた電源電圧をバッテリ１３５に蓄電し、再度、駆動するときに必要となる電源電圧として利用することができる構成になっている。
【０１０６】
なお、電源用ケーブルをなくすための別の一例としては、ケーブル保持装置１１８に太陽電池を設け、その太陽電池に原子炉圧力容器１の上部から強い光を当てて電気を発生させることにより、駆動モータを駆動させることも可能である。
【０１０７】
(作  用)
このように構成されたケーブル保持装置１１８において、ケーブル１４を原子炉圧力容器１内へ繰り出し中に、所定の位置へクランプ機構１１９ａ，１１９ｂにより装着し、ケーブル１４で原子炉圧力容器1へ移動し、スラスタ１２０ａ，１２０ｂとモータ１２１ａ，１２１ｂを回転駆動させることにより、貼り付き、ケーブル１４をガイドしながら繰り出すことが可能である。
【０１０８】
また、図示しない原子炉作業装置が原子炉圧力容器1の周方向に移動したら、車輪１３３ａ，１３３ｂとモータ１３４ａ，１３４ｂを回転駆動することにより、周方向に移動してケーブル１４をガイドすることも可能である。
【０１０９】
次に、図２４に基づいて原子炉圧力容器１内でのケーブル保持装置１１８の点検、検査時の保持する方法について説明する。
【０１１０】
図２４に示すように、ケーブル保持装置１１８は、クランプ機構１１９ａ，１１９ｂによりケーブル１４をガイドしながらモータ１２１ａ，１２１ｂを回転駆動させてスラスタ１２０ａ，１２０ｂを回転させることにより、原子炉圧力容器1の内面に貼り付いて、モータ１３４ａ，１３４ｂを回転駆動させて車輪１３３ａ，１３３ｂを回転走行させることにより、周方向に移動して原子炉作業装置に追随することが可能となる。
【０１１１】
さらに、原子炉圧力容器１に設けられた給水スパージャ７などの構造物へケーブル１４を干渉せずに移動させることも可能である。
【０１１２】
(効  果)
以上説明したようにケーブル保持装置１１８によれば、ケーブル１４から電源電圧及び信号を受電及び受信することが可能となる。したがって、専用のケーブルを必要としないことから、ケーブル保持装置１１８のケーブル処理装置も必要とせずに簡単にケーブル１４への装着が可能で原子炉圧力容器１の内部での原子炉作業装置や、炉内搬送支援装置７５及び大型水中ビークル１０４とのケーブルの絡みをなくし、安定して原子炉作業装置を移動させることが可能となる。また、炉内構造物に対するケーブル１４との干渉による装置が壁から離れたり、姿勢が傾いたりするのを防止し、点検及び検査のやり直しをなくすことが可能となる。
【０１１３】
以上のことから、ケーブル保持装置１１８によれば、ケーブル操作員やケーブル監視員を削減するとともに、炉内の点検や補修などの各種の作業を短時間で確実に行うことができる。
【０１１４】
（変形例）
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。例えば、各実施形態では、水中ビークル１３に検査補修装置２０を搭載したが、この検査補修装置２０に限らず、シュラウドや配管などの炉内構造物の洗浄、点検、予防保全などの各種作業を行う作業装置を搭載するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１１５】
１…原子炉圧力容器、１ａ，１ｂ…スタッドボルト、２…シュラウド、４…ジェットポンプ、５…インレット管、６…ディフューザ、９…オペレーションフロア、１０…原子炉作業装置、１３…水中ビークル（作業機器）、１４…ケーブル、１５…ケーブル処理装置、１７…ケーブルガイド機構（ケーブル中継装置）、１８…ガイド部、２０…検査補修装置、２１…原子炉作業装置、２２…着脱部、２３…マスト、２４ａ，２４ｂ…ガイド機構（ケーブル中継装置）、２５…ビークル収納部（作業機器収納部）、２６…ケーブル処理装置、２９…カバー、４５…円形プール、５０…水面移動装置、５１…ケーブル巻取装置（ケーブル処理装置）、５３…ケーブルガイド、５５…洗浄装置、５９…乾燥装置、６０…ワイヤロープ操作機構、７５…炉内搬送支援装置（ケーブル中継装置、ケーブル中継ビークル）、７６…貫通口、７７ａ，７７ｂ…ガイドローラ、８０…計測車輪、８１…計測車輪押し出し機構、８２…計測車輪回転センサ、８３…水中照明具、８４…水中カメラ、１０３…ジェットポンプ検査装置（作業機器）、１０４…大型水中ビークル、１１８…ケーブル保持装置（ケーブル中継装置）、１１９ａ，１１９ｂ…クランプ機構、１２２，１２３，１２４…電源ケーブル、１２５，１２６，１２７…信号ケーブル、１３２ａ，１３２ｂ…コイル、１３５…バッテリ
【図１】
0005767798.tif 000002
【図２】
0005767798.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0005767798.tif 000012
【図１２】
0005767798.tif 000013
【図１３】
0005767798.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0005767798.tif 000016
【図１６】
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【図１７】
0005767798.tif 000018
【図１８】
0005767798.tif 000019
【図１９】
0005767798.tif 000020
【図２０】
0005767798.tif 000021
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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